Os rios que cortam o Parque Nacional da Chapada dos Guimarães integram a Bacia do Alto Paraguai e são tributários do rio Cuiabá, um dos principais formadores da Planície Pantaneira. A proteção destes rios foi um dos motivos que levaram diversos segmentos sociais a se mobilizarem pela criação do Parque.

Ao norte, destacam-se: Ribeirão do Forte e córregos Água Fria e Estiva (ambos afluentes do rio Quilombo). Ao sul, os cursos mais importantes são: Coxipó (forma as quedas Cachoeirinha e Véu de Noiva), Claro, Mutuca e Paciência.

O córrego Independência, afluente do rio Coxipó, também ao sul da Unidade, forma as cachoeiras Sete de Setembro, Sonrizal, Pulo, Degraus, Andorinhas e Independência. Alguns rios nascem dentro do Parque, como o Aricá e seus afluentes.